(57)【要約】【課題】  プリント回路基板に設けられた貫通穴を光学的に検査する検査装置において、プリント回路基板の広範囲かつ高精度の一次元画像を得ることができ、量産工程に対応でき、高速かつ高精度で検査結果が得られるようにする。【解決手段】  プリント回路基板１を背面側（後側）から集光装置付きの高輝度ライン照明灯で拡散処理機能付ガラス２を通して照明する。そして、プリント回路基板１の貫通穴を経た透過光をテレセントリックレンズと一次元受光素子を備えた二つの検出部５ａ、５ｂで検出し、各々の検出部５ａ、５ｂからの信号を並列処理回路６ａ、６ｂで計算し、統合処理回路７で合成し、プリント回路基板１に設けられた貫通穴の数、位置、寸法等のデータを得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路基板に設けられた貫通穴を光学的に検査する検査装置であって、前記プリント回路基板を照明する照明手段と、該プリント回路基板からの光をテレセントリックレンズを通して受光する一次元受光素子を備え、前記受光素子の出力から前記プリント回路基板の貫通穴を検査することを特徴とするプリント回路基板検査装置。
【請求項２】
前記テレセントリックレンズと一次元受光素子を有した検出部を複数備えたことを特徴とする請求項１に記載のプリント回路基板検査装置。
【請求項３】
前記テレセントリックレンズの被写界深度を大きく設定したことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント回路基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板に設けられた貫通穴の数、位置、寸法等を光学的に検査するプリント回路基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板の量産工程において、プリント回路基板に設けられた貫通穴の数、位置、寸法等を検査する場合、一般的には光学的に基板表面を検査することが行われている。従来、このような検査を行う装置として、一次元もしくは二次元の受光素子と、汎用の結像光学系を用いた検査装置が知られている。
【０００３】
図４は一次元受光素子を用いた従来の検査装置の概略構成を示す図である。同図中、１０１はプリント回路基板、１０２は一次元受光素子、１０３は結像光学系である。一次元受光素子１０２と結像光学系１０３からなる検出部の視野はａで示され、この検出部を主走査方向ｂと副走査方向ｃに移動させることで、プリント回路基板１０１の全表面の検査を行うことができる。
【０００４】
図５に上記の検出部の具体的構成を示す。１１１はレンズで、１１２はＣＣＤなどの一次元受光素子を示している。プリント回路基板１０１に設けられた貫通穴１１３の映像は、レンズ１１１を通して一次元受光素子１１２に結像される。１１４はその結像された貫通穴１１３の画像を表している。
【０００５】
また、二次元受光素子（ＣＣＤなど）を用いても、同様にプリント回路基板の貫通穴の位置や寸法を検査することができる。更に、レーザ光を用いてプリント回路基板の外観を検査することも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−５３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プリント回路基板の貫通穴の位置や寸法を保証するために、上記のようなＣＣＤ等を用いた検査装置が利用されるが、二次元受光素子を用いたものでは、検査時間が対象の穴数に比例して増加するとともに、検出部を移動させながら画像を取り込むことができないため、量産工程が要求するタクトには対応できないという問題がある。
【０００７】
それに対し、一次元受光素子を用いた検査装置では、検査時間が対象の穴数に依存することなく、また任意の速度で移動させながら画像を取り込めることができるので、高速性に優れ、量産工程向きの装置として採用されている。
【０００８】
しかしながら、この一次元受光素子を用いた場合、検出部を複数回走査させて対象のプリント回路基板全体の画像を得ており、検出部の視野が広いほど検査時間は短縮されるが、検出光学系に起因する以下の（ａ）〜（ｄ）の理由によって、一度に取り込める視野を小さい範囲に限定せざるをえず、プリント回路基板の全域を検査するには走査回数が増え、本来の高速性が活かされなかった。
【０００９】
（ａ）一次元受光素子に画像を結像させるレンズは、一般的には視差があるので視野周辺は斜めから見ることになり、プリント回路基板のような厚みがある対象を結像させる場合、正確な形が結像されないだけでなく、基板表面の情報しか保証されないため、穴の内壁にメッキだれ、異物付着などの異常があっても結像されないため、検査の信頼性に問題が生じる（図５参照）。これは、その後の電気的、ソフトウェア的処理では補うことができない。
【００１０】
（ｂ）また、上記の視差のため、視野中央部においても厚みの大きいプリント回路基板を透過光で観察した場合、穴の寸法が実際の大きさよりも小さく検出される（図５参照）。
【００１１】
（ｃ）更に、レンズ個体によってばらつく視野周辺部の収差（結像誤差）の補正は極めて複雑であり、ソフトウェアの負担が大きく、処理時間が増加する原因となっている。
【００１２】
（ｄ）また、周知技術である自己集束レンズアレイを用いた場合、大きな一次元視野でも画面の均一性は容易に得られるが、一般のレンズに比べて解像度が劣り、ピントの合う範囲（被写界深度）が狭い、という問題があり、視差の問題も同様に発生するため、問題の解決にはならない。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、広範囲かつ高精度の一次元画像を得ることができ、量産工程に対応でき、高速かつ高精度で検査結果が得られるプリント回路基板検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るプリント回路基板検査装置は、プリント回路基板に設けられた貫通穴を光学的に検査する検査装置であって、前記プリント回路基板を照明する照明手段と、該プリント回路基板からの光をテレセントリックレンズを通して受光する一次元受光素子を備え、前記受光素子の出力から前記プリント回路基板の貫通穴を検査するように構成したものである。
【００１５】
また、前記テレセントリックレンズと一次元受光素子を有した検出部を複数備え、更に、前記テレセントリックレンズの被写界深度を大きく設定したものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、広範囲かつ高精度の一次元画像を得ることができ、量産工程に対応でき、高速かつ高精度で検査結果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は本発明の実施例の構成を示すブロック図であり、プリント回路基板に設けられた貫通穴の数、位置、寸法等を光学的に検査するプリント回路基板検査装置の基本構成を示している。
【００１９】
同図において、１はプリント回路基板、２は拡散処理機能付ガラス、３は集光装置付きの高輝度ライン照明灯で、背面側（後側）からプリント回路基板を照明する照明手段として設けられている。４はレンズと受光素子を備えた二つの検出部５ａ、５ｂを有する検出ユニット、６ａ、６ｂは各々の検出部５ａ、５ｂからの信号を処理する並列処理回路、７は各並列処理回路６ａ、６ｂからの出力に基づいて上記プリント回路基板１に設けられた貫通穴の数、位置、寸法等を演算するための統合処理回路である。また図示していないが、検出部５ａ、５ｂの視野の相対位置を検出し、合成するハードウェア及びソフトウェアを備えている。
【００２０】
図２は上記の各検出部５ａ、５ｂの構成を示す断面図である。レンズとしてテレセントリックレンズ１１を使用し、プリント回路基板１の貫通穴１３の画像が結像される受光素子としてＣＣＤ等の一次元受光素子１２を用いている。１４はテレセントリックレンズ１１を通して一次元受光素子１２に結像された貫通穴１３の穴画像を示している。
【００２１】
本実施例では、検出部５ａ、５ｂの移動手段としてＸＹ直交アクチュエータを用いており、各々の検出部５ａ、５ｂによってプリント回路基板１の全表面が走査される。そして、各検出部５ａ、５ｂの検出信号はそれぞれ並列処理回路検出部６ａ、６ｂで計算された後、統合処理回路７で合成され、この統合処理回路７の出力からプリント回路基板１に設けられた貫通穴１３の数、位置、寸法等のデータを得ることができる。
【００２２】
ここで、上記テレセントリックレンズ１１は視差がゼロのレンズであるので、図２に示すように貫通穴１３の精度の良い画像１４が得られる。したがって、前述のように視野周辺部で正確な形が結像されない問題や、厚みの大きいプリント基板を透過光で観察した場合に穴の寸法が実際より小さく検出されたり、内部の異物を見逃すという問題が解決される（図２参照）。
【００２３】
また、検出部視野の相対的な位置関係は組立時に光学的手段によって測定された値が個別のパラメータとして入力済であり、視差と被写界深度の問題も光学的に解決されているので、ソフトウェアの補正処理の負荷が軽減され、処理時間が短縮される。
【００２４】
また、絞り値を大きく設計することにより、ピントの合う範囲（被写界深度）を広くし、厚みの大きいプリント回路基板１の貫通穴１３においても先鋭な画像１４を得ることができる。
【００２５】
このように、本実施例では、プリント基板１の広範囲かつ高精度の一次元画像を得ることができ、量産工程に対応でき、高速かつ高精度で検査結果が得られるプリント回路基板検査装置を実現することができる。
【００２６】
図３は上述の各検出部５ａ、５ｂの検出動作を示す図である。テレセントリックレンズ１１ａ、１１ｂと一次元受光素子１２ａ、１２ｂから構成される検出部５ａ、５ｂを複数（ここでは二つ）搭載することにより、視野を任意に拡大し、高速の検査を可能にすることができる。各検出部５ａ、５ｂの視野をＡ、Ｂとすると、全体の視野はＡ＋Ｂとなる。
【００２７】
このように、検出部５ａ、５ｂを複数設けることにより、単一の検出部の場合に比べて次のような利点がある。すなわち、視野を分割して同時に取り込むことにより、取り込み周期を短縮することができる。また、レンズ単体の光学設計における周辺部の収差補正が容易になり、結果として視野全体の結像性能を均一化することができる。
【００２８】
なお、上記の実施例では、絞り値を大きく設計することによって受光光量が小さくなるのを補うため、集光装置付きのライン照明と拡散効果付きのガラスで構成された高輝度ライン照明を採用しているが、照明の形式はこれに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、プリント回路基板に設けられた貫通穴の検査に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図
【図２】実施例の検出部の構成を示す断面図
【図３】実施例の検出動作を示す説明図
【図４】従来例の構成を示す説明図
【図５】従来の検出部の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  プリント回路基板
２  拡散処理機能付ガラス
３  高輝度ライン照明灯
５ａ  検出部
５ｂ  検出部
６ａ  並列処理回路
６ｂ  並列処理回路
７  統合処理回路
１１  テレセントリックレンズ
１１ａ  テレセントリックレンズ
１１ｂ  テレセントリックレンズ
１２  一次元受光素子
１２ａ  一次元受光素子
１２ｂ  一次元受光素子
１３  貫通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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